(57)【要約】【課題】    有機ＥＬパネルを高温保存した場合であっても、有機ＥＬ素子の輝度の部分的な低下がなく、非発光部分が拡大することがない、信頼性の高い有機ＥＬパネルの製造方法を提供する。【解決手段】  基板、有機固体層、電極からなる有機ＥＬ素子と、有機ＥＬ素子を覆って形成され、有機膜と無機膜を積層してなる封止膜と、を有する有機ＥＬパネルの製造方法であって、有機ＥＬ素子上に有機膜を形成する際に、基板温度を５０℃以上に加熱しながら、有機膜を形成する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板、有機固体層、電極からなる有機ＥＬ素子と、
前記有機ＥＬ素子を覆って形成され、有機膜と無機膜を積層してなる封止膜と、を有する有機ＥＬパネルの製造方法であって、
有機ＥＬ素子上に有機膜を形成する際に、基板温度を５０℃以上に加熱しながら、有機膜を形成することを特徴とする有機ＥＬパネルの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の有機ＥＬパネルの製造方法において、
有機膜を形成する際のみならず、無機膜を形成する際にも、基板温度を５０℃以上に加熱しながら、無機膜を形成することを特徴とする有機ＥＬパネルの製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の有機ＥＬパネルの製造方法において、
前記有機膜は、プラズマ重合法により形成されることを特徴とする有機ＥＬパネルの製造方法。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の有機ＥＬパネルの製造方法において、
前記無機膜は、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化シリコン、アモルファスシリコン、ＤＬＣのいずれかであることを特徴とする有機ＥＬパネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子を外界の水分や酸素から守り、有機ＥＬ素子の寿命を延ばすための封止膜が、有機ＥＬ素子上に形成された有機ＥＬパネルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、蛍光性有機化合物を主体とする薄膜を陽極電極及び陰極電極で挟み込んだ構成とされており、この薄膜に電子及び正孔を注入して再結合させることにより励起子（エキシントン）を生成させ、これが失活する際の光の放出（蛍光・燐光）を利用して発光する発光素子である。この有機ＥＬ素子は、高コントラスト・高速応答・高輝度・高視野角などディスプレイとして優れた特徴を有しており、様々な分野で利用可能である。
【０００３】
しかし、このような有機ＥＬ素子は、有機溶剤はもちろん、水分などのダメージを受けやすく、有機ＥＬ素子の使用時間が増大するにつれて、水分と酸素が有機ＥＬ素子中に侵入する可能性も高まり、有機ＥＬ素子の劣化につながっていた。
【０００４】
そこで、従来から有機ＥＬ素子を外界の水分や酸素から守り、寿命を延ばすために、有機ＥＬ素子を覆うように封止膜が形成された有機ＥＬパネルが開発されている（例えば特許文献１）。
【０００５】
ここで、有機ＥＬ素子上に形成されている封止膜は、有機膜と無機膜を積層したものであり、この封止用有機膜の形成法の一例としてプラズマ重合法が用いられている。
【特許文献１】特開２００３−２８２２３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、通常プラズマ重合法により有機膜が形成される際の基板の温度は室温等であり、このような温度で有機膜が形成されると、有機ＥＬ素子上に形成した有機膜の膜中に多量のラジカルやモノマーが残留する場合がある。
【０００７】
このように、有機ＥＬ素子上に形成した有機膜の膜中に多量のラジカルやモノマーが残留している有機膜をもつ有機ＥＬパネルを１００℃等の高温で保存した場合には、有機膜中に残留しているモノマーやラジカルの影響で、有機膜から極微量のガスが発生して有機ＥＬ素子にダメージを与えることがあった。具体的には、有機ＥＬ素子の陰極電極のエッジ部分からガスが進入して有機ＥＬ素子の発光時に陰極電極エッジ側から輝度が低下したり、非発光部分が時間とともに拡大してしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、有機ＥＬパネルを高温保存した場合であっても、有機ＥＬ素子の輝度の部分的な低下がなく、非発光部分が拡大することがない、信頼性の高い有機ＥＬパネルの製造方法を提供することを主たる課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための本発明の有機ＥＬパネルの製造方法は、基板、有機固体層、電極からなる有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子を覆って形成され、有機膜と無機膜を積層してなる封止膜と、を有する有機ＥＬパネルの製造方法であって、前記有機ＥＬ素子上に前記有機膜を形成する際に、前記基板温度を５０℃以上に加熱しながら、前記有機膜を形成することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本願の有機ＥＬパネルの製造方法を説明するにあたって、まず、有機ＥＬパネルの構造を図１を用いて説明する。
【００１１】
図１は、有機ＥＬパネルを示す概略断面図である。
【００１２】
有機ＥＬパネルＰは、図１に示すように、有機ＥＬ素子Ｂと封止膜Ａにより構成されている。この有機ＥＬ素子Ｂは、基板４、陽極電極３、有機固体層２、陰極電極１を順次積層することにより構成されている。更に、この有機ＥＬ素子Ｂを覆うようにして封止膜Ａが形成されており、封止膜Ａは、有機膜ｂと無機膜ａを積層することにより構成されている。
【００１３】
以下に、このような構造をもつ有機ＥＬパネルＰの製造方法について、図２を用いて具体的に説明する。
【００１４】
図２は、本願の有機ＥＬパネルの製造方法についてのフローチャートである。
【００１５】
有機ＥＬパネルＰは、図２に示すように、基板４を設置する基板設置工程（ステップＳ１０）、基板４上に陽極電極３を形成する陽極電極形成工程（ステップＳ１１）、陽極電極３上に有機固体層２を形成する有機固体層形成工程（ステップＳ１２）、有機固体層２上に陰極電極１を形成する陰極電極形成工程（ステップＳ１３）、陰極電極１上に封止膜Ａの一部である有機膜ｂを形成する有機膜形成工程（ステップＳ１４）及び有機膜ｂ上に封止膜Ａの一部である無機膜ａを形成する無機膜形成工程（ステップＳ１５）の各工程により製造される。
【００１６】
ここで、各層を順に積層する際特に、陰極電極１上に封止膜Ａの一部である有機膜ｂを形成する有機膜形成工程（ステップＳ１４）を行う際に、基板４の温度を５０℃以上に加熱しながら、有機膜ｂを形成することに特徴を有する。
【００１７】
このように、陰極電極１上に有機膜ｂを形成する有機膜形成工程を行う際に、基板４の温度を５０℃以上に加熱しながら、有機膜ｂを形成することにより、有機膜ｂ中にモノマーが残留しにくく、更に、ラジカルが失活しやすいため、有機ＥＬ素子Ｂにダメージを与える成分を除去することができる。よって、有機ＥＬパネルＰを１００℃の高温で保存した場合であっても、有機ＥＬ素子Ｂの輝度の部分的な低下を防ぐことができ、非発光部分の拡大を防ぐことができ、信頼性の高い有機ＥＬパネルＰが得られることになる。
【００１８】
以下に、図２を用いて各層を積層する各工程について詳細に説明する。
【００１９】
ここで、本願の有機ＥＬパネルＰの製造方法を説明するにあたって、有機ＥＬパネルを示す概略断面図である図１を用いながら説明する。
【００２０】
初めに、基板４を設置する基板設置工程（ステップＳ１０）について説明する。
【００２１】
この工程は、有機ＥＬ素子Ｂの基板となる材料を設置する工程であり、材料を設置するのみを行えばよく、特に説明は要しない。
【００２２】
この工程に用いられる基板４は、特に限定されることはなく、当該有機ＥＬ素子Ｂが用いられる状況や、求められる性能によって、任意に選択すればよい。透明性が必要な場合には、例えば、プラスチック基板やガラス基板を用いることができる。
【００２３】
次に、基板４上に陽極電極３を形成する陽極電極形成工程（ステップＳ１１）について説明する。
【００２４】
この工程は、基板４上に陽極電極３を形成する工程である。
【００２５】
基板４上に陽極電極３を形成する方法としては、スパッタリング法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、蒸着法、ゾル・ゲル法等があげられるが、特に限定されることはなく、従来用いられている方法を用いて基板４上に陽極電極３を形成することができる。
【００２６】
この工程に用いられる陽極電極３は、機能として正孔を有機固体層内に注入する役割をもっており、正孔を注入しやすいエネルギーレベルを持つ層を用いればよく、従来から用いられているものであれば特に限定されるものではない。具体的には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などを好適に用いることができる。
【００２７】
次に、陽極電極３上に有機固体層２を形成する有機固体層形成工程（ステップＳ１２）について説明する。
【００２８】
この工程は、陽極電極３上に有機固体層２を形成する工程である。
【００２９】
陽極電極３上に有機固体層２を形成する方法としては、蒸着法、スパッタリング法、スピンコート法、インクジェット法等があげられるが、特に限定されることはなく、従来用いられている方法を用いて陽極電極３上に有機固体層２を形成することができる。
【００３０】
この工程で形成される有機固体層２は、例えば、図３に示すように、正孔注入層８、正孔輸送層７、発光層６、電子注入層５等が積層することによって構成されていてもよい。
【００３１】
ここで、有機固体層２を構成する正孔注入層８とは、陽極電極３と発光層６との間に設けられ、陽極電極３からの正孔の注入を促進させるための層であり、有機ＥＬ素子Ｂの駆動電圧を低電化する、正孔注入を安定化し素子を長寿命化する、陽極電極３の突起などを被覆し素子欠陥を減少させる、などの効果を発揮する。正孔注入層８の材質については、そのイオン化エネルギーが陽極電極３の仕事関数と発光層６のイオン化エネルギーの間になるように適宜選択すればよい。
【００３２】
また、正孔輸送層７とは、前記正孔注入層８と発光層６の間に設けられ、正孔の輸送を促進させるための層であり、正孔輸送層７は、正孔を発光層６まで輸送する働きを持つ。正孔輸送層７の材質については、そのイオン化エネルギーが正孔注入層８と発光層６の間になるように適宜選択すればよい。
【００３３】
また、発光層６とは、電子や正孔を輸送し、更に電子と正孔の再結合する場を与える層のことである。発光層６はその機能上、電子も正孔も注入されるので同時注入に対する耐性が素子の長寿命化のために用いられる。よって、発光層６の材質については、上記の性質を満たすものになるように適宜選択すればよい。
【００３４】
さらに、電子注入層５とは、陰極電極１と発光層６との間に設けられ、陰極電極１からの電子の注入を促進する機能を有する。有機ＥＬ素子Ｂの駆動電圧を低電圧化する、電子注入を安定化し素子を長寿命化する、陰極電極１の密着を強化し発光面の均一性を向上させ素子欠陥を減少させるなどの効果を発揮する。電子注入層５の電子親和力については、陰極電極の仕事関数と発光層の電子親和力の間になるように適宜選択すればよい。
【００３５】
上述したように、有機固体層２は、正孔注入層８、正孔輸送層７、発光層６、電子注入層５から構成されるものに限定されることはなく、少なくとも発光層６を含んで構成されていればよく、採用する有機材料等の特性に応じて、発光層の単層構造等の他、正孔輸送層／発光層、発光層／電子輸送層等の２層構造、正孔輸送層／発光層／電子輸送層の３層構造や、更に電荷（正孔、電子）注入層などを備える多層構造などから構成することができる。
【００３６】
次に、有機固体層２上に陰極電極１を形成する陰極電極形成工程（ステップＳ１３）について説明する。
【００３７】
この工程は、有機固体層２上に陰極電極１を形成する工程である。
【００３８】
有機固体層２上に陰極電極１を形成する方法としては、蒸着法、スパッタリング法やＣＶＤ法等があげられるが、特に限定されることはなく、従来用いられている方法を用いて有機固体層２上に陰極電極１を形成することができる。
【００３９】
この工程に用いられる陰極電極１は、有機固体層２への電子注入を良好にするため、仕事関数又は電子親和力の小さな材料を選定すればよく、例えば、Ｍｇ：Ａｇ合金、Ａｌ：Ｌｉ合金などの合金型（混合金属）等を好適に用いることができる。また、電子注入層がある場合は、ＡＬなどの単一金属膜でもよいし、ＩＴＯなどの透明な酸化物でもよい。
【００４０】
次に、上述したように基板４、陽極電極３、有機固体層２、陰極電極１とにより構成されている有機ＥＬ素子Ｂを覆うようにして有機膜ｂと無機膜ａとにより構成された封止膜Ａが形成される。
【００４１】
ここで、有機ＥＬ素子Ｂの封止膜Ａとして有機膜ｂと無機膜ａを積層することにより形成されるが、無機膜ａの下に有機膜ｂを有することにより、無機膜ａのピンホールを埋め込み、平坦化することができる。更に、有機膜ｂで無機膜ａの膜応力を緩和することができる。よって、有機ＥＬ素子Ｂの封止膜Ａとして有機膜ｂと無機膜ａを積層することにより形成し、有機ＥＬ素子Ｂを覆うことによって、有機ＥＬ素子Ｂを外界の水分や酸素から守り、非発光部分の拡大を防ぐことができ、信頼性の高い有機ＥＬパネルＰを形成することができる。
【００４２】
このような構造をもつ封止膜Ａが、有機ＥＬ素子Ｂ上に形成される工程について説明する。
【００４３】
まず、有機ＥＬ素子Ｂの陰極電極１上に、有機ＥＬ素子Ｂ全体を覆うようにして形成されている封止膜Ａの一部である有機膜ｂを形成する有機膜形成工程（ステップＳ１４）について説明する。
【００４４】
この工程は、陰極電極１上に有機膜ｂを形成する工程である。
【００４５】
陰極電極１上に有機膜ｂを形成する方法としては、特に限定されることはなく、従来用いられている方法を用いて陰極電極１上に有機膜ｂを形成することができるが、プラズマ重合法により形成する方法等が好適に用いられる。ここで、プラズマ重合法とは、メタンやエチレンといった有機モノマーを含むガスを原材料に、プラズマを利用して分解重合させることで形成する有機膜気相成長法である。
【００４６】
このようなプラズマ重合法により有機膜ｂが形成される場合には、プラズマ重合法により有機膜ｂを形成する際に、基板４の温度を５０℃以上に加熱しながら、有機膜ｂを形成する。
【００４７】
ここで、基板４の温度の下限を５０℃としたのは、陰極電極１上に有機膜ｂを形成する際に、有機膜ｂ中にモノマーを残留しにくくでき、更に、ラジカルを失活しやすくできるため、有機ＥＬ素子Ｂにダメージを与える成分を好適に除去することができるからである。
【００４８】
また、基板４の温度が高いほど非発光部分の拡大を防ぐことができるが、現状の有機固体層２の材料で形成された有機ＥＬ素子Ｂは、耐熱温度が低い為、基板の温度を高温にすると有機ＥＬ素子Ｂを形成する有機固体層２が破壊されてしまうことがあるので、好適には１５０℃以下であることが好ましい。
【００４９】
このように基板４の温度を５０℃以上に加熱する際に用いられる加熱道具は、特に限定されるものではなく、通常用いられるヒーターや赤外線等を用いてもよい。
【００５０】
ここで、有機膜ｂを形成するための原材料ガスは、メタンやエチレンといった有機モノマーを含むガス等又は液体原料であってもよく、特に限定されるものではない。
【００５１】
次に、有機膜ｂ上に封止膜Ａの一部である無機膜ａを形成する無機膜形成工程（ステップＳ１５）について説明する。
【００５２】
この工程は、有機膜ｂ上に無機膜ａを形成する工程である。
【００５３】
有機膜ｂ上に無機膜ａを形成する方法としては、スパッタリング法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法等があげられるが、特に限定されることはなく、従来用いられている方法を用いて有機膜ｂ上に無機膜ａを形成することができる。
【００５４】
なお、上述したように、有機膜ｂを陰極電極１上に形成する際には、プラズマ重合法により形成することについて説明したが、有機ＥＬ素子Ｂの陰極電極１上に有機膜ｂを形成した後に、有機膜ｂ上に無機膜ａを形成する際には、有機膜ｂを大気に曝さないよう真空で無機膜ａの形成を行う。
【００５５】
これは、プラズマ重合法により形成された有機膜ｂは、水分や酸素の影響を非常に受けやすく、また、有機ＥＬ素子Ｂの陰極電極１上に有機膜ｂを形成した後に、数秒程度大気中に暴露した有機ＥＬ素子Ｂに無機膜ａを積層した結果得られた有機ＥＬパネルＰを１００℃の高温で保存した際に、有機ＥＬ素子Ｂにダメージを与えられることになるからである。
【００５６】
この工程に用いられる無機膜ａは、特に限定されるものではなく、例えば、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化シリコン、アモルファスシリコン、ＤＬＣ（Diamond Like Carbon）等で形成されていてもよい。
【００５７】
このようなプラズマ重合法により無機膜ａを形成する場合には、基板温度を５０℃以上に加熱しながら、無機膜を形成してもよい。特に、基板温度を、有機膜ｂを形成した際の温度と同一温度に加熱しながら、前記無機膜を形成してもよい。この場合には、陰極電極１上に有機膜ｂを形成した後、温度を変えずに続けて無機膜ａを形成することができるため、有機ＥＬパネル形成に要する時間を短縮することができる。
【００５８】
上述してきたように、図１において、有機ＥＬ素子Ｂの陰極電極１上に有機膜ｂが形成された場合について説明してきたが、有機膜ｂと無機膜ａにより構成された封止膜Ａは、複数の有機膜ｂと複数の無機膜ａによって構成されていてもよい。さらに、陰極電極１上に無機膜ａが形成されており、その上に、有機膜ｂが形成されていてもよい。この場合のように、陰極電極１上に無機膜ａを形成したとしても、有機膜ｂが形成される際の基板４の温度が室温等であると、有機ＥＬ素子Ｂ上に形成した有機膜ｂの膜中に多量のラジカルやモノマーが残留することになる。この残留しているモノマーやラジカルの影響で、有機膜ｂから極微量のガスが発生してしまう。よって、このような有機ＥＬパネルＰを１００℃等の高温で保存した場合に、そのガスが無機膜ａのピンホールから有機ＥＬ素子Ｂに進入し、有機ＥＬ素子Ｂにダメージを与えてしまうため、有機膜ｂとしてはガスの極力ない膜が必要であり、上述したように、陰極電極１上に有機膜ｂを形成する際であっても、基板温度を５０℃以上に加熱しながら、有機膜ｂを形成することが必要である。
【実施例】
【００５９】
次に、本願の特徴である「有機ＥＬ素子上に有機膜を形成する際に、基板温度を５０℃以上に加熱しながら、有機膜を形成すること」について、以下の実施例にて説明する。
【００６０】
まず、基板４、陽極電極３、有機固体層２、陰極電極１を順に積層した。
【００６１】
具体的には、陰極電極１上に有機膜ｂを積層する際に、基板４の温度をそれぞれ、資料１；基板温度２５℃、資料２；基板温度４０℃、資料３；基板温度６０℃、資料４；基板温度８０℃、資料５；基板温度１００℃、資料６；基板温度１２０℃となるようにして資料１〜６を作製した。ここで資料１、２は、本願の特徴を有する基板温度により有機膜ｂを形成したものではないが、本願の特徴を有する基板温度により有機膜ｂを形成した資料３〜６との実験結果を比較するために用いたものである。
【００６２】
これらの基板温度により有機膜ｂを積層し、更に有機膜ｂ上に無機膜ａを積層し、その後、有機ＥＬパネルを１００℃で保存した際の有機ＥＬ素子の非発光部分の大きさを調べた結果を表１、図４に示した。
【００６３】
表１は、基板温度と非発光部分の大きさとの関係を示した表であり、図４は、基板温度と非発光部分の大きさとの関係を示した図である。
【００６４】
【表１】
2006286211.tif 000003
表１、図４に示すように、基板温度を２５℃に加熱しながら陰極電極１上に有機膜ｂを積層した後有機ＥＬパネルを１００℃で保存した場合には、非発光部分が１０８μｍであり、一方、基板温度を１００℃、基板温度を１２０℃に加熱しながら陰極電極１上に有機膜ｂを積層した後有機ＥＬパネルを１００℃で保存した場合には、非発光部分が２７μｍであった。表１に示すように、有機ＥＬパネルを１００℃で保存する時間が長い場合であっても、基板温度を１００℃、１２０℃に加熱しながら陰極電極１上に有機膜ｂを積層した場合の方が基板温度を２５℃に加熱しながら陰極電極１上に有機膜ｂを積層した場合よりも、非発光部分が小さいことがわかった。
【００６５】
以上説明したように、本願で示した陰極電極上に有機膜を形成する際に、基板温度を５０℃以上に加熱しながら、前記有機膜を形成することにより、有機膜中にモノマーが残留しにくく、更に、ラジカルが失活しやすいため、有機ＥＬ素子にダメージを与える成分を除去できることにより、有機ＥＬパネルを１００℃等の高温で保存した場合であっても、有機ＥＬ素子の輝度の部分的な低下や、非発光部分の拡大を防ぐことができ、信頼性の高い有機ＥＬパネルが得られる。
【００６６】
また、有機ＥＬ素子に限らず、有機物を使った機能素子に応用可能である。具体的には、有機太陽電池等があげられる。
【００６７】
なお、本願の有機ＥＬ素子パネルの製造方法は、上記実施の形態に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本願の有機ＥＬパネルの製造方法の技術的範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】有機ＥＬパネルを示す概略断面図である。
【図２】本願の有機ＥＬパネルの製造方法についてのフローチャートである。
【図３】有機ＥＬパネルを示す概略断面図である。
【図４】基板温度と非発光部分の大きさとの関係を示した図である。
【符号の説明】
【００６９】
１・・・陰極電極
２・・・有機固体層
３・・・陽極電極
４・・・基板
ａ・・・無機膜
ｂ・・・有機膜
５・・・電子注入層
６・・・発光層
７・・・正孔輸送層
８・・・正孔注入層
Ａ・・・封止膜
Ｂ・・・有機ＥＬ素子
Ｐ・・・有機ＥＬパネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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